Comsol微型机器人触电发热仿真模拟

Comsol微型机器人触电发热仿真模拟

1. 触电

       触电是电击伤的俗称，通常是指人体直接触及电源或高压电经过空气或其他导电介质传递电流通过人体时引起的组织损伤和功能障碍，重者发生心跳和呼吸骤停。电流在皮肤入口处灼伤程度比出口处重。灼伤皮肤呈灰黄色焦皮，中心部位低陷，周围无肿、痛等炎症反应，电流通路上软组织的灼伤常较为严重。

根据触电现场的环境和条件，采取最安全而又最迅速的办法切断电源或使触电者脱离电源。

图1. 触电救援

2. 模型简介

      本模拟搭建了一个微型机器人，其双手触碰220V交流电，双脚接触大地。通过电流场和固体传热模块计算得到微型机器人触电过程中的电势、电场和温度分布。计算模型和材料参数设置如图2和3所示。

图2. 微型机器人三维模型

图3. 材料参数

3.物理场边界条件

      图4展示了微型机器人触电发热计算模型选取的电势、接地、电绝缘、温度边界和热通量等物理场边界条件。本模型主要利用电流场和固态传热场耦合的电磁热计算，详细的物理场及边界条件设置如图4所示，网格剖分及质量分布如图5所示。

图4. 物理场边界条件

4.结果展示

      计算得到微型机器人电势、电场和温度场分布如下所示。

图6. 电势分布

图7. 电场分布

图8. 电场线分布

图9. 温度场分布

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